利用基于小米的底物，通过动力学建模和发酵过程优化来提高芳香氨基酸的产量

《Journal of Food Measurement and Characterization》：Kinetic modeling and fermentation process optimization for enhanced production of aromatic amino acids using millet based substrate

本研究利用Lactiplantibacillus plantarum MTCC 1407通过大麦基发酵生产芳香族氨基酸（AAAs），替代传统MRS培养基。通过响应面法优化温度、时间和接种量，最佳pH 4.46下测得色氨酸6.43 mg/100g，酪氨酸12.57 mg/100g，苯丙氨酸27.59 mg/100g。FTIR和HPLC验证，模型准确（R2>0.92）。该工艺为开发富含AAAs的功能性发酵产品提供依据，支持神经活性代谢物的前体开发

　　

摘要

本研究利用乳酸植物乳杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）MTCC 1407通过小米发酵生产生物活性芳香氨基酸（AAAs），强调了微生物代谢在开发功能性食品成分中的作用。小米作为谷物来源的底物，具有可持续发酵的潜力，可以替代传统的MRS培养基。使用改进的Gompertz和逻辑方程对生长动力学进行建模，发现小米培养基在37°C时的生长最佳，与标准肉汤相当。通过响应面方法优化了发酵温度、时间和接种量，以增强代谢产物的合成。在最佳条件下，当pH值为4.46时，获得了显著水平的色氨酸（6.43 mg/100 g）、酪氨酸（12.57 mg/100 g）和苯丙氨酸（27.59 mg/100 g），这些代谢产物是基于冻干发酵基质测得的。这些微生物代谢产物的生化特性通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和高性能液相色谱（HPLC）进行了验证，统计指标（R2 > 0.92；预测误差 < 3.2%）证实了模型的准确性。总体而言，本研究展示了一种高效的生物工艺，能够从未被充分利用的谷物资源中生成对健康有益的生物活性代谢产物，有助于开发富含芳香氨基酸的功能性发酵产品，这些氨基酸作为神经活性代谢物的膳食前体具有潜在的营养价值。

图形摘要